Traducción (Biología): Definición, Pasos, Diagrama

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de toda la vida conocida, desde las bacterias unicelulares más simples hasta el elefante de cinco toneladas más magnífico de la llanura africana. "material genético" se refiere a las moléculas que contienen dos conjuntos importantes de instrucciones: una para producir proteínas para las necesidades actuales de la célula y la otra para hacer copias de sí mismas o para replicar, de modo que el futuro pueda usar el mismo código genético. Generaciones de células.

mantener la célula con vida el tiempo suficiente para reproducirse requiere una gran cantidad de estos productos de proteínas, que el ADN ordena a través de la mrna (ácido ribonucleico mensajero) que crea como un enviado a los ribosomas, donde las proteínas se sintetizan realmente. la codificación de la información genética por el ADN en rna mensajero se llama transcripción , mientras que la fabricación de proteínas sobre la base de las direcciones de mrna se llama traducción.

la traducción implica el ensamblaje de proteínas mediante enlaces peptídicos para formar largas cadenas de aminoácidos o los monómeros en este esquema. Existen 20 aminoácidos diferentes, y el cuerpo humano necesita algunos de cada uno de estos para sobrevivir. la síntesis de proteínas en la traducción implica una reunión coordinada de mrna, complejos aminoacil-trna y un par de subunidades ribosómicas, entre otros jugadores.

ácidos nucleicos: una visión general

los √°cidos nucleicos consisten en la repetici√≥n de subunidades, o mon√≥meros, llamados nucle√≥tidos. cada nucle√≥tido, a su vez, consta de tres componentes distintos: un az√ļcar ribosa (cinco carbonos), uno a tres grupos fosfato y una base nitrogenada. cada √°cido nucleico tiene una de las cuatro bases posibles en cada nucle√≥tido, dos de las cuales son purinas y dos de las cuales son pirimidinas. Las diferencias en las bases entre los nucle√≥tidos es lo que le da a los diferentes nucle√≥tidos su car√°cter esencial.

Los nucleótidos pueden existir fuera de los ácidos nucleicos, y de hecho, algunos de estos nucleótidos son fundamentales para todo el metabolismo. Los nucleótidos difosfato de adenosina (adp) y trifosfato de adenosina (atp) están en el centro de las ecuaciones en las que la energía para uso celular se extrae de los enlaces químicos de los nutrientes. Los nucleótidos en los ácidos nucleicos, sin embargo, tienen un solo fosfato, que se comparte con el siguiente nucleótido en la cadena de ácido nucleico.

diferencias b√°sicas entre el ADN y el ARN

a nivel molecular, el ADN se diferencia del ARN de dos maneras. uno es que el az√ļcar en el ADN es desoxirribosa, mientras que en el ARN es la ribosa (de ah√≠ sus nombres respectivos). la desoxirribosa difiere de la ribosa en que, en lugar de tener un grupo hidroxilo (-oh) en la posici√≥n del carbono n√ļmero 2, tiene un √°tomo de hidr√≥geno (-h). por lo tanto, la desoxirribosa es un √°tomo de ox√≠geno por debajo de la ribosa, por lo tanto "desoxi".

La segunda diferencia estructural entre los ácidos nucleicos reside en la composición de sus bases nitrogenadas . dna y rna contienen las dos bases de purina adenina (a) y guanina (g), así como la citosina (c) de pirimidina base. pero mientras que la segunda base de pirimidina en ADN es timina (t) en rna, esta base es uracilo (u).

como sucede, en los √°cidos nucleicos, a se une a y solo a t (o u, si la mol√©cula es rna), yc se une a y solo a g. este arreglo de par de bases complementario espec√≠fico y √ļnico se requiere para la transmisi√≥n correcta de la informaci√≥n de ADN a la informaci√≥n de mrna en la transcripci√≥n y la informaci√≥n de mrna a la informaci√≥n de trna durante la traducci√≥n.

otras diferencias entre el ADN y el ARN

en un nivel m√°s macro, el ADN es de doble cadena, mientras que el ARN es de una sola cadena. espec√≠ficamente, el ADN toma la forma de una doble h√©lice, que es como una escalera torcida en diferentes direcciones en ambos extremos. las cadenas est√°n unidas en cada nucle√≥tido por sus respectivas bases nitrogenadas. esto significa que un nucle√≥tido con "a" solo puede tener un nucle√≥tido con "t" en su nucle√≥tido "compa√Īero". esto significa que, en suma, las dos hebras de ADN son complementarias entre s√≠.

Las mol√©culas de ADN pueden tener miles de bases (o m√°s adecuadamente, pares de bases ) de largo. de hecho, un cromosoma humano no es m√°s que una sola hebra muy larga de ADN acoplada a una buena cantidad de prote√≠nas. Las mol√©culas de ARN de todos los tipos, por otro lado, tienden a ser comparativamente peque√Īas.

Adem√°s, el ADN se encuentra principalmente en los n√ļcleos de los eucariotas, pero tambi√©n en las mitocondrias y los cloroplastos. la mayor√≠a de los rna, por otro lado, se encuentran en el n√ļcleo y el citoplasma. tambi√©n, como pronto ver√°s, rna viene en varios tipos.

tipos de rna

rna viene en tres tipos primarios. El primero es mrna, que se hace a partir de una plantilla de ADN durante la transcripci√≥n en el n√ļcleo. Una vez completa, la cadena de mrna sale del n√ļcleo a trav√©s de un poro en la envoltura nuclear y termina dirigiendo el espect√°culo en el ribosoma, el sitio de la traducci√≥n de prote√≠nas.

el segundo tipo de rna es la transferencia de rna (trna). esta es una mol√©cula de √°cido nucleico m√°s peque√Īa y viene en 20 subtipos, uno para cada amino√°cido. Su prop√≥sito es transportar su amino√°cido "asignado" al sitio de traducci√≥n en el ribosoma para que pueda agregarse a la cadena de polip√©ptidos en crecimiento (prote√≠na peque√Īa, a menudo en progreso).

El tercer tipo de ARN es el ARN ribosomal (ARN). este tipo de ARN constituye una fracción significativa de la masa de los ribosomas, con proteínas específicas de los ribosomas que constituyen el resto de la masa.

antes de la traducción: creando una plantilla mrna

El "dogma central" de la biolog√≠a molecular, que se cita con frecuencia, es de ADN a ARN a prote√≠na . expresado de manera a√ļn m√°s sucinta, podr√≠a ser transcripci√≥n a traducci√≥n . La transcripci√≥n es el primer paso definitivo hacia la s√≠ntesis de prote√≠nas o una de las necesidades actuales de cualquier c√©lula.

este proceso comienza con el desenrollamiento de la molécula de ADN en cadenas sencillas para que las enzimas y los nucleótidos que participan en la transcripción tengan espacio para moverse a la escena. luego, a lo largo de una de las hebras de ADN, se ensambla una hebra de ADNm con la ayuda de la enzima ARNm polimerasa. esta cadena de mrna tiene una secuencia de bases complementaria a la de la línea de la plantilla, excepto por el hecho de que u aparece donde aparece t en el ADN.

  • por ejemplo, si la secuencia de ADN sometida a transcripci√≥n es attcgcggtatgtc, la cadena resultante de mrna contar√° con la secuencia uaagcgccauacag. 

cuando se est√° sintetizando una cadena de mrna, ciertas longitudes de ADN, llamadas intrones, no se transcriben porque no codifican ning√ļn producto proteico, es decir, no son genes. solo las porciones de la cadena de ADN que en realidad codifican algo, llamadas exones, contribuyen a la mol√©cula de ARN.

lo que está involucrado en la traducción

Se necesitan varias estructuras en el sitio de síntesis de proteínas para una traducción exitosa.

El ribosoma: cada ribosoma est√° formado por una subunidad ribosomal peque√Īa y una subunidad ribosomal grande. estos solo existen como un par una vez que comienza la traducci√≥n. Contienen una gran cantidad de ARN, as√≠ como prote√≠nas. estos son uno de los pocos componentes celulares que existen tanto en procariotas como en eucariotas.

mrna: esta molécula transporta instrucciones directas desde el ADN de la célula para fabricar una proteína específica. Si se puede pensar en el ADN como el plano de todo el organismo, una hebra de ADN contiene la información suficiente para crear un componente decisivo de ese organismo.

trna: este √°cido nucleico forma enlaces con amino√°cidos en una base de uno a uno para formar lo que se llaman complejos aminoacil-trna. esto solo significa que el taxi (el trna) actualmente transporta su √ļnico tipo de pasajero (el amino√°cido espec√≠fico) previsto de entre los 20 "tipos" de personas que se encuentran cerca.

amino√°cidos: estos son peque√Īos √°cidos con un grupo amino (-nh 2 ), un grupo √°cido carbox√≠lico (-cooh) y una cadena lateral unida a un √°tomo de carbono central junto con un √°tomo de hidr√≥geno. De manera importante, los c√≥digos para cada uno de los 20 amino√°cidos se llevan en grupos de tres bases de mrna llamados codones tripletes.

¬ŅC√≥mo funciona la traducci√≥n?

La traducción, también llamada expresión génica , se basa en el código de triplete relativamente simple. considere que cualquier grupo de tres bases consecutivas puede incluir una de las 64 combinaciones posibles (por ejemplo, aag, cgu, etc.), porque cuatro elevadas a la tercera potencia son 64. esto significa que hay combinaciones más que suficientes para generar 20 amino ácidos, y de hecho, sería posible que más de un codón codifique para el mismo aminoácido.

De hecho, este es el caso. algunos aminoácidos se sintetizan a partir de más de un codón y, de hecho, la leucina está asociada con seis codones distintos. El código triplete es este "degenerado". sin embargo, es importante que no sea redundante : es decir, el mismo codón mrna no puede codificar más de un aminoácido.

mecánica de traducción

El sitio f√≠sico de traducci√≥n en todos los organismos es el ribosoma. Algunas porciones de las cuales tambi√©n tienen propiedades enzim√°ticas. la traducci√≥n en procariotas comienza con la iniciaci√≥n , a trav√©s de una se√Īal del factor de iniciaci√≥n de un cod√≥n apropiadamente llamado el cod√≥n de inicio. esto est√° ausente en los eucariotas, y en su lugar, el primer amino√°cido seleccionado es la metionina, codificada por aug, que funciona como una especie de cod√≥n de inicio.

a medida que cada tira adicional de tres segmentos de mrna se expone en la superficie del ribosoma, un trna que contiene el aminoácido requerido se adentra en la escena y deja a su pasajero. este sitio de unión se llama el sitio "a" del ribosoma. esta interacción ocurre a nivel molecular porque estas moléculas de trna tienen secuencias de bases complementarias a la mrna entrante y, por lo tanto, se unen fácilmente a la mrna.

construyendo la cadena polipeptídica

En la fase de elongación de la traducción, el ribosoma se mueve en tres bases, un proceso llamado traducción. esto expone el sitio "a" de nuevo y conduce al polipéptido, independientemente de su longitud en este experimento mental, que se desplaza al sitio "p".

cuando un nuevo complejo aminoacil-trna llega al sitio "a", toda la cadena polipeptídica se elimina del sitio "p" y se une al aminoácido que se acaba de depositar en el sitio "a", a través de un enlace peptídico. por lo tanto, cuando la translocación del ribosoma por la "pista" de la molécula de mrna ocurra nuevamente, se habrá completado un ciclo, y la cadena polipeptídica en crecimiento ahora es más larga por un aminoácido.

en la fase de terminación , el ribosoma se encuentra con uno de los tres codones de terminación, o codones de parada, que se incorporan a mrna (uag, uga y uaa). esto causa no al trna, sino a sustancias llamadas factores de liberación para acudir al sitio, y esto conduce a la liberación de la cadena polipeptídica. Los ribosomas se separan en sus subunidades constituyentes, y la traducción está completa.

¬ŅQu√© pasa despu√©s de la traducci√≥n?

el proceso de traducci√≥n crea una cadena polipept√≠dica que a√ļn debe modificarse antes de que pueda funcionar correctamente como una nueva prote√≠na. La estructura primaria de una prote√≠na, su secuencia de amino√°cidos, representa solo una peque√Īa parte de su funci√≥n final. la prote√≠na se modifica despu√©s de la traducci√≥n al doblarla en formas espec√≠ficas, un proceso que a menudo ocurre espont√°neamente debido a las interacciones electrost√°ticas entre amino√°cidos en puntos no vecinos a lo largo de la cadena polipept√≠dica.

Cómo afectan las mutaciones genéticas a la traducción.

Los ribosomas son grandes trabajadores, pero no son ingenieros de control de calidad. solo pueden crear proteínas a partir de la plantilla mrna que se les da. no pueden detectar errores en esa plantilla. por lo tanto, los errores en la traducción serían inevitables incluso en un mundo de ribosomas que funcionan perfectamente.

Las mutaciones que cambian un solo amino pueden alterar la función de la proteína, como la mutación que causa la anemia de células falciformes. las mutaciones que agregan o eliminan un par de bases pueden desactivar el código completo de los trillizos, por lo que la mayoría o todos los aminoácidos posteriores también estarán equivocados. las mutaciones podrían crear un codón de parada temprana, lo que significa que solo una parte de la proteína se sintetiza. Todas estas condiciones pueden ser debilitantes en diversos grados, y tratar de vencer errores innatos como estos representa un desafío continuo y complejo para los investigadores médicos.



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